Question

12．四種短周期元素W、X、Y、Z，原子序數(shù)依次增大，請結合表中信息回答下列問題．

	W	X	Y	Z
結構 或性質(zhì)	最高價氧化物對應的水化物與其氣態(tài)氫化物反應得到離子化合物	焰色反應呈黃色	在同周期主族元素形成的簡單離子中，離子半徑最小	最高正價與最低負價之和為零

（1）Z在元素周期表中位于ⅣA族．
（2）上述元素的最高價氧化物對應的水化物中，有一種物質(zhì)在一定條件下均能與其他三種物質(zhì)發(fā)生化學反應，該元素是Na（填元素符號）．
（3）①下列可作為比較X和Y金屬性強弱的依據(jù)是bc（填序號）．
a．自然界中的含量　　　　　　　b．相應氯化物水溶液的pH
c．單質(zhì)與水反應的難易程度　　　d．單質(zhì)與酸反應時失去的電子數(shù)
②從原子結構的角度解釋X的金屬性強于Y的原因：電子層相同，核電荷數(shù)Al＞Na，原子半徑Na＞Al，所以原子核對最外層電子的吸引力Na＜Al，失電子能力Na＞Al，原子半徑X＞Y，所以原子核對最外層電子的吸引力X＜Y，失電子能力X＞Y．
（4）W的一種氫化物HW₃可用于有機合成，其酸性與醋酸相似．體積和濃度均相等的HW₃與X的最高價氧化物對應的水化物混合，反應的化學方程式是HN₃+NaOH═NaN₃+H₂O，混合后溶液中離子濃度由大到小的順序是c（Na⁺）＞c（N₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（5）Y單質(zhì)和Mg組成的混合物是一種焰火原料，某興趣小組設計如下所示的實驗方案，測定混合物中Y的質(zhì)量分數(shù)．

能確定混合物中Y的質(zhì)量分數(shù)的數(shù)據(jù)有abc（填序號）．
a．m、n　　b．m、y　　c．n、y．

Answer 1

分析 四種短周期元素W、X、Y、Z，原子序數(shù)依次增大，W最高價氧化物對應的水化物與其氣態(tài)氫化物反應得到離子化合物，則W為N元素；X焰色反應呈黃色，則X為Na；Y、Z原子序數(shù)大于Na，二者處于第三周期，在同周期主族元素形成的簡單離子中，Y的離子半徑最小，則Y為Al，Z最高正價與最低負價之和為零，則Z為Si元素．
（1）主族元素族序數(shù)=最外層電子數(shù)；
（2）W、X、Y、Z形成的最高價氧化物的水化物分別是硝酸、氫氧化鈉、氫氧化鋁、硅酸，氫氧化鈉和其他三種物質(zhì)能反應；
（3）①比較金屬性強弱的方法有：金屬元素最高價氧化物的水化物堿性強弱、金屬之間的置換反應、和酸或水反應生成氫氣的難易程度、形成的氯化物溶液酸性強弱等，與得失電子數(shù)目多少無關；
②電子層相同、核電荷數(shù)越大原子半徑越小，原子核對核外電子吸引越強；
（4）HN₃的酸性與醋酸的相當，則HN₃為弱酸，與NaOH發(fā)生中和反應，等體積、等濃度的HN₃、NaOH溶液恰好反應得到NaN₃溶液，NaN₃溶液中N₃^-水解，溶液呈堿性；
（5）鎂、鋁和稀硫酸反應生成硫酸鎂、硫酸鋁和氫氣，硫酸鎂、硫酸鋁和氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化鎂、氫氧化鋁，氫氧化鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，氫氧化鎂和氫氧化鈉溶液不反應，灼燒氫氧化鎂固體，氫氧化鎂分解生成氧化鎂和水，所以最后所得固體是氧化鎂，要確定Al的質(zhì)量分數(shù)，可以計算Al的質(zhì)量，進而計算其質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：四種短周期元素W、X、Y、Z，原子序數(shù)依次增大，W最高價氧化物對應的水化物與其氣態(tài)氫化物反應得到離子化合物，則W為N元素；X焰色反應呈黃色，則X為Na；Y、Z原子序數(shù)大于Na，二者處于第三周期，在同周期主族元素形成的簡單離子中，Y的離子半徑最小，則Y為Al，Z最高正價與最低負價之和為零，則Z為Si元素．
（1）Z是Si元素，最外層電子數(shù)為4，處于第ⅣA族，故答案為：ⅣA；
（2）W形成的最高價氧化物的水化物是硝酸，X的最高價氧化物的水化物是氫氧化鈉，Y的最高價氧化物的水化物是氫氧化鋁，Z的最高價氧化物的水化物是硅酸，氫氧化鈉和其他三種物質(zhì)能反應，所以該元素是Na，故答案為：Na；
（3）①比較金屬性強弱的方法有：金屬元素最高價氧化物的水化物堿性強弱、金屬之間的置換反應、和酸或水反應生成氫氣的難易程度、形成的氯化物溶液酸性強弱等，與得失電子數(shù)目多少無關，故選：bc；
②電子層相同，核電荷數(shù)Al＞Na，原子半徑Na＞Al，所以原子核對最外層電子的吸引力Na＜Al，失電子能力Na＞Al，
故答案為：電子層相同，核電荷數(shù)Al＞Na，原子半徑Na＞Al，所以原子核對最外層電子的吸引力Na＜Al，失電子能力Na＞Al；
（4）HN₃的酸性與醋酸的相當，則HN₃為弱酸，與NaOH發(fā)生中和反應，反應方程式為：HN₃+NaOH═NaN₃+H₂O；等體積、等濃度，二者恰好反應，為NaN₃溶液，NaN₃溶液中N₃^-水解，溶液呈堿性，故溶液中離子濃度順序為c（Na⁺）＞c（N₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：HN₃+NaOH═NaN₃+H₂O；c（Na⁺）＞c（N₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）鎂、鋁和稀硫酸反應生成硫酸鎂、硫酸鋁和氫氣，硫酸鎂、硫酸鋁和氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化鎂、氫氧化鋁，氫氧化鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，氫氧化鎂和氫氧化鈉溶液不反應，灼燒氫氧化鎂固體，氫氧化鎂分解生成氧化鎂和水，所以最后所得固體是氧化鎂．
a．根據(jù)n的量計算鎂的質(zhì)量，根據(jù)m、n計算鋁質(zhì)量，從而計算鋁的質(zhì)量分數(shù)，故正確；
b．根據(jù)鎂、鋁的質(zhì)量及鎂鋁和稀硫酸反應生成氫氣的量計算鋁和鎂質(zhì)量，從而計算鋁的質(zhì)量分數(shù)，故正確；
c．根據(jù)n的質(zhì)量計算鎂的質(zhì)量，根據(jù)鎂的量計算鎂和稀硫酸反應生成氫氣的量，從而得出鋁和稀硫酸反應生成氫氣的量，故而得出鋁的質(zhì)量分數(shù)，故正確，
故選：abc．

點評 本題考查元素周期表及有關推斷、實驗的設計、分析及評價等，推斷元素是解題關鍵，注意掌握金屬性、非金屬性強弱比較實驗事實，難度中等．